DK167830B1 - Reduktionsventil - Google Patents

Description

DK 167830 81 ^.

Den foreliggende opfindelse angår en trykreduktionsventil, som er monteret i et ledningssystem til damp eller trykluft til opretholdelse af det sekundære mediumtryk ved et konstant indstillet tryk og mere specielt et arrangement af den type, i hvilket det primære mediumtryk påvirker et stempels øvre overflade via en pilotventil, som åbnes og lukkes i afhængighed af sekundærtrykket og stemplet fungerer i overensstemmelse med en trykforskel mellem nævnte øvre overflade og stemplets nedre overflade, hvorved sidstnævnte er udsat for sekundærsidens tryk, til åbning og lukning af en hovedventil, der er forbundet med stemplet, hvori der er dannet et spillerum mellem den øvre overflade af stemplet og den indre vægoverflade af et legeme beliggende overfor den øvre endeoverflade.

Den kendte teknik forklares i det følgende under henvisning til tegningens fig. 2, der viser en kendt reduktionsventil.

Generelt opretholdes der i en trykreduktionsventil af den konventionelle pilottype et spillerum XI mellem et stempels 20 øvre endeoverflade 101 og et legemes modsat beliggende indre vægoverflade 102 på omtrent 10 mm som vist i fig. 2. En tilsvarende trykreduktionsventil kendes fra JP-Y-032717 (1970).

Den konventionelle trykreducerede ventil, der er vist i fig. 2, omfatter en trykreduktionsventildel 1, en dampseperator 2 og en drænventildel 3. Et legeme 10 er udformet med et indløb 12, en ventilport 14 og et udløb 16. Indløbet er forbundet med en primær højtryksmediumkilde og udløbet er forbundet med en sekundær lavtrykszone. Ventilporten 14 afgrænses af et ventilsædeorgan 15.

Et hovedventillegeme 18 er anbragt på ventilsædets indløbssideende, der omgiver ventilporten 14, således at hovedventillegemet 18 kan trykkes eftergiveligt mod ^ DK 167830 B1 2 sædet 15 ved hjælp af en skruefjeder. Et stempel 20 er glidbart anbragt inde i en cylinder 22 og har en stempelstang 17, der støder op til en stang 13, som rager centralt ud fra hovedventillegemet 18 ind i ventilporten 14. Stemplets 20 nederste overflade og stempelstangen 17 er indbyrdes forbundet ved hjælp af en i det væsentlige halvkugleformet overflade. En pilotventil 26 er anbragt i et øvre mellemrum over stemplet 20, dvs. i en primær trykpassage 24, der forbinder indløbet 12 med et pilot-ventilstempelkammer. En membran 28 er monteret med sin ydre rundtgående kant anbragt mellem flanger 30 og 32.

Et frit rum under membranen 28 står i forbindelse med udløbet 16 via en sekundær trykpassage 34. En forreste ende af en ventilspindel 36 af pilotventilen 26 er anbragt stødende op til en central del af membranens 28 nederste overflade, og en trykindstillingsfjeder 40 til indstilling af et bestemt tryk er anbragt stødende op til membranens 28 øverste overflade via et fjedersæde 38. En justeringsskrue 44 er anbragt på legemet 10 ved gevind.

Når justeringsskruen 44 drejes til venstre eller til højre, varieres fjederkraften til nedtrykning af trykindstillingsfjederns 40 membran 28. Ved anvendelse af trykindstillingsfjederens 40 fjederkraft som referenceværdi bøjes membranen 28 i afhængighed af det sekundære tryk, der indvirker på dennes nedre overflade til forskydning af ventilspindelens 36, således at pilotventilen 26 åbnes og lukkes. Som et resultat heraf indføres primær-mediumtrykket i pilotventilens stempelkammer, hvorved stemplet 20 samt hovedventillegemet 18 forskydes og mediet fra indløbet 12 strømmer direkte ind i udløbet 16 gennem ventilporten 14. Dette sker automatisk, således at når det sekundære mediumtryk sænkes, åbner ventilporten 14, medens, når det sekundære mediumtryk stiger, lukker ventilporten.

Under ventilporten 14 er anbragt et cylindrisk DK 167830 B1 3 skærmorgan 46 og et rundtgående spillerum 48 er udformet mellem skærmorganet 46 og det omgivende legeme 10. Den øvre del af spillerummet 48 står i forbindelse med indløbet 12 via en konisk udformet skærm 50, medens den nederste del står i forbindelse med den øverste del af et drænventilkammer 52. Den øverste del af drænventil-kammeret 52 står i forbindelse med ventilporten 14 gennem en central åbning i skærmorganet 46. En hvirvelaf-bøjer 54 udformet i en skrånende væg er anbragt i det rundtgående mellemrum 48.

Følgelig afbøjes indløbets 12 medium ved hjælp af hvirvelafbøjeren 54 og hvirvles rundt, når ventilporten 14 åbnes, for at forårsage, at mediet passerer gennem det rundtgående mellemrum 48. Væsken føres udad til sammenstød med legemets indre væg rundt om dette og strømmer nedad ind i drænventilkammeret 52, medens let gas hvirvler i den centrale del, passerer fra den centrale åbning af skærmorganet 46 mod ventilporten 14 og strømmer bort mod udløbet 16.

Drænventilkammeret 52 er udformet med en drænven-tilport 58, der fører til en drænport 56. En sfærisk ventilflyder 60 er forskydeligt anbragt i et flyderdække 62. Et ventileringshul 64 er udformet i flyderdækkets 62 øverste del.

Følgelig forskydes ventilflyderen 60 op og ned i overensstemmelse med vandniveauet i drænventilkammeret 52 til åbning og lukning af drænventilporten 58 til automatisk udladning af vand, der er opsamlet i drænven-tilkammeret 52.

I trykreduktionsventilen, der er kontrueret som nævnt ovenfor, forekommer et bemærkelsesværdigt raslefæ-nomen, når det indstillede tryk, dvs. det sekundære tryk, er væsentligt lavere end primærtrykket, dvs. når reduktionsforholdet er for stort. Et sådant for stort reduktionsforhold optræder f.eks. når et primærtryk på 10 bar skal reduceres til et indstillingstryk på 2 bar DK Ί67830 Bl 4 eller mindre.

Som det eksperimentelt er fastslået, begynder pilotventilen 26 at åbne, når indstillingsskruen i trykreduktionsventilen, der er vist i fig. 2, gradvist føres nedad fra en stilling, hvori membranen 28 ikke nedtrykkes af trykindstillingsfjederen 40, til en stilling, hvori en sådan nedtrykning forekommer. I det tilfælde, hvor imidlertid primærtrykket indledningsvis er 10 bar og sekundærtrykket er atmosfærisk tryk, når pilotventilen 26 begynder at åbne, strømmer en højtryksprimærdamp hurtigt ind i stemplets 20 øverste mellemrum via pilotventilen 26 og ventilporten 14 åbner hurtigt. På det tidspunkt står en del i nærheden af ventilportens 14 sekundærside momentant under højt tryk og derfor lukker pilotventilen, og følgelig lukker ventilporten 26 hurtigt. Eftersom sekundærtrykket imidlertid er lavt, bliver trykket i nærheden af udløbet 16 momentant sænket, og derfor åbner pilotventilen 26 hurtigt igen. Denne procedure gentages og frembringer store rystelser og støj.

En sådan uheldig funktion hos den trykreducerende ventil skyldes det faktum, at stemplet 20 tvinges opefter af den stråleformige strøm af højtryksmedium, der strømmer fra primærtryksiden til sekundærtryksiden af hovedventillegemet 18 efter hurtig åbning af ventilporten 14, således at stemplet stødes imod den indre vægoverflade 102 af legemet over for stemplets 20 øverste endeoverflade 101 med stor kraft, og når stemplet 20 bevæges nedefter, rammer stempelstangen 17 igen imod hovedventillegemet 18. Som følge heraf opstår problemer, såsom deformation af stemplets 20 øverste endeoverflade, bøjning og brud på stempelstangen 17 og skader på hovedventillegemet 18 og hovedventilsædets 15 ventilsædeoverflade.

Det er derfor formålet ifølge den foreliggende opfindelse at reducere stødpåvirkninger, selvom der opstår raslen, og at formindske skade på bevægelige dele DK 167830 B1 5 rundt om stemplet 20.

Fra fransk patentskrift nr. FR-A-1.078.604 kendes der i og for sig en indretning, der er forskellig fra den indledningsvist angivne art af trykreduktionsventil, nemlig en trykmediumsstyret fjernbetjent styreindretning, bestemt til at aktivere en ventil i en trykluftsledning ved hjælp af et stempel, der er anbragt i stand til at glide i en cylinder. Konstruktionen er en sådan, at når der midlertidigt tilføres styreluft, sænkes stemplet, og stemplet tjener til at skubbe ventilen bort fra anlæg mod ventilsædet og herved resultere i åbning af trykluftsledningen. Såsnart som trykluftsledningen åbnes lader styrestrømmen sig afbryde, idet stemplet forbliver holdt nede ved hjælp af trykluften i trykluftsledningen. For at kunne afbryde luftstrømmen i ledningen skal der i en kort tidsperiode igen tilføres styreluft. Ved denne kendte udformning er stemplet angivet med en friafstand ved dets top, når stemplet indtager topstilling. Eftersom imidlertid begge stempelbevægelserne er manuelt styrede, vil der ikke optræde raslingsfænomener ved stemplet.

I tysk offentliggørelsesskrift nr. 1.550.411 er der beskrevet et stempel, som styrer en ventil i en trykme-dieledning, hvor stemplet ved indtagelse af dets øverste stilling, når ventilen er lukket, befinder sig i fuld berøringskontakt med et fremspring befindende sig ovenover. Dette offentliggørelsesskrift angår imidlertid en servomekanisme, der omfatter forskydelige stænger, som i nedtrykket tilstand åbner for kanaler, der forbinder ventilens lavtryksside med stemplets overside. Som ved indretningen ifølge det ovenfor nævnte franske patentskrift foreligger der ingen omstændigheder, under hvilke der ved stemplet vil foreligge raslingsfænomener.

Ved de indretninger, som er beskrevet i disse to skrifter, optræder der imidlertid ikke det problem, der som angivet ligger til grund for den foreliggende op- DK 167830 B1 6 findelse, og for fuldstændigheds skyld bemærkes det, at dette problem ikke må forveksles med problemerne forbundet med, om der ved disse kendte indretninger opstår forhold, hvorved der enten foreligger en friafstand eller ingen friafstand over det kendte stempel ved dettes indtagelse af dets øverste stilling. Ud fra disse kendte skrifter fremgår der heller intet om den specielle begrænsning, som er angivet i patentkravet, der her samfattende angiver indholdet af den foreliggende opfindelse.

De tekniske detaljer ifølge den foreliggende opfindelse, der anvendes til opnåelse af opfindelsens formål, ligger i tilvejebringelse af en trykreduktionsventil af pilottypen, i hvilken et hovedventillegeme og et hovedventilsæde til åbning og lukning ved regulering af et stempels styretryk ved hjælp af en pilotventil, som er indrettet til at detektere et sekundært tryk.

Denne er ejendommelig ved, at i en tilstand, hvori ho-vedventillegemet er i kontakt med hovedventilsædet, er et spillerum mellem en øvre endeoverflade af stemplet og et legemes indre vægoverflade over for nævnte overflade indstillet til at ligge mellem nul og 1 mm.

Selv når mærkbart stød optræder i stempeldelen på grund af et raslefænomen, er stødkraften lille, fordi en mulig forskydning af stemplet er meget lille. Herudover er den frigivne kinetiske energi lille, eftersom stemplets forskydning er lille, også når det bevæges nedefter, og derfor er den stødkraft, der virker på hovedvent illegemet, også meget lille.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret i forbindelse med en udførelsesform og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et snitbillede af en stempeldel fra en trykreduktionsventil, der viser en udførelsesform for den foreliggende opfindelse, og fig. 2 et snitbillede af en konventionel trykreduk DK 167830 B1 7 tionsventil.

En udførselsform, der viser et specifikt eksempel på førnævnte tekniske detaljer, vil blive beskrevet herefter, se fig. l.

Relevante dele af trykreduktionsventilen ifølge opfindelsen, der svarer til de i fig. 2 viste, er vist i fig. 1 med samme henvisningsbetegnelse som i fig. 2.

Fig. 1 viser tilstanden af en trykreduktionsventil i hvilken ventilporten 14 er lukket. Et spillerum X2 mellem stemplets 20 øverste endeoverflade 101 og et legemes indre vægoverflade 102 er meget lille som vist i fig. 2. Ved fremstillingen indstilles spillerummet X2 til omtrent 0,5 mm, idet fremstillingstolerancer tages i betragtning. Mest hensigtsmæssigt er spillerummet X2 nær nul.

Rundtgående noter tilvejebringes i stemplets 20 rundtgående væg og stempelringe 103, 104 fremstillet af fluoroharpiks optages heri. Elastisk eftergivelige organer 105, 106 trykker stempelringene 103, 104 indefra og udefter til forøgelse af deres glidbarhed og tætningsegenskaber i forhold til cylinderen 22.

Eftersom spillerummet XI er stort i den kendte teknik vist i fig. 2, er stødkraften fra stemplet, der rammer legemets indre vægflade 102, stor, og den perifere del 107 af stemplets øverste ende deformeres nedefter og sammentrykker derved stempelringen 103 og forringer derved dennes tætningsegenskaber i glidbarhed. Eftersom spillerummet X2 er lille ifølge den foreliggende opfindelse, vil førnævnte fænomen imidlertid ikke forekomme, og en problemløs funktion af ventilen kan forventes at vare ved i lang tid.

Selvom en raslen skulle forekomme, dannes støj af lav frekvens og den tavse driftstilstand kan opretholdes uden beskadigelse på stempelstangen og stemplets endeoverflade. Eftersom ventilsædeoverfladen ikke beskadiges, opretholdes endvidere karakteristika, der er 8 DK 167830 Bl specifikke for trykreduktionsventilen ifølge opfindelsen, såsom trykkarakteristika, afspærringstrykstigning og lignende, over en længere periode.

Claims (1)

1. Trykreduktionsventil (1) af pilottypen, i hvilken et hovedventillegeme (18) og et hovedventilsæde (15) drives til åbning og lukning ved regulering af et stempels (20) styretryk via en pilotventil (26), som styres i afhængighed af detekteringen af et sekundærtryk, k e n detegnet ved, at en stemplets (20) slaglængde begrænsende konstruktion i en reduktionsventil er således indrettet, at der i en tilstand, hvor hovedventil-legemet (18) ligger an mod hovedventilsædet (15), kun optræder et spillerum (X2) mellem en øverste endeflade (101) på stemplet (20) og en indvendig vægoverflade (102) i et legeme eller en ventilhusdel overfor nævnte stempeloverflade er indstillet til en værdi mellem tæt ved nul og 1 mm.